资源与环境
为有效推进农用地土壤重金属污染分区管治，根据国内外相关研究进展、法律条令等，明确了农用地土壤重金属污染含义，总结了中国农用地土壤重金属污染特征，并结合分区本质，从农用地土壤重金属污染来源、评价及转移机制三个视角系统地剖析了中国农用地土壤重金属污染分区管治存在的问题，提出了“综合多学科视角、统筹多要素特征、融合多主体力量，自下而上地建立不同等级、不同标准、适用性强”的分区管控体系，以期提高中国农用地土壤重金属污染治理水平。
本研究旨在探究土壤矿物对烧失法测定土壤有机质的影响程度，选取昆明盆地东缘低有机质红壤（重铬酸钾氧化法测定有机质含量为0.49%），其土样主要由粘粒矿物、铁（氢）氧化物和碎屑矿物组成。利用X射线衍射仪、原子吸收光谱仪确定各类矿物的组成和相对含量，并对比分析烧失前后的成分变化。分析发现，土样粘粒矿物主要由三水铝石、高岭石和蒙脱石构成，铁（氢）氧化物主要为赤铁矿和针铁矿，碎屑矿物主要是石英和钠长石。经550℃烧失后粘粒矿物、铁（氢）氧化物的X射线衍射图谱发生了明显的变化，表明其在高温下发生了分解。根据各矿物在土样中的含量及理论脱水（或脱羟基）分解的烧失量估算，发现仅粘粒矿物的热分解就能够为土样贡献近90%的烧失量，铁（氢）氧化物也能贡献6%的烧失量，剩下不到4%的烧失量（即0.44%）才是有机质贡献的。这一推算结果与重铬酸钾氧化法测定的有机质含量结果十分接近。这项研究说明，粘粒矿物和铁（氢）氧化物的热分解是影响烧失法精准测定土壤有机质含量的主要原因。对于红壤样品由此引起的误差可能超过土壤有机质含量的数倍以上。
研究减氮配施生物刺激素黄腐酸和壳聚糖对甜叶菊生长发育、糖苷含量及氮素吸收的影响，为甜叶菊生产优化施肥方案及提质增效提供理论依据。以甜叶菊为供试材料，设置常规施氮量(300 kg/hm2)、减氮20% (240 kg/hm2)、减氮40% (180 kg/hm2)及不施氮(0 kg/hm2) 4个施氮水平，分别配施生物刺激素黄腐酸(F)或壳聚糖(C)，以等量的水(W)为对照，分析其对甜叶菊生长性状、叶片酶活性、糖苷含量以及氮素吸收等的影响。结果显示：施氮、配施生物刺激素黄腐酸和壳聚糖均能促进甜叶菊生长及叶绿素相对含量及氮素吸收。其中减氮20%配施黄腐酸(N0.8F)处理，其株高为97.0 cm，茎粗为9.19 mm，单株叶片质量为18.70 g，分别较其他处理提高了约12.30%、13.05%、9.76%，叶片及茎秆中氮素吸收量均高于其他处理，配施黄腐酸处理、配施壳聚糖处理及对照处理其RA苷的平均含量分别为10.93%、10.13%、10.80%，Stv平均含量分别为1.04%、1.01%、1.18%，总苷平均含量分别为13.62%、13.38%和13.38%。配施同一生物刺激素的处理中，随着施氮量的减少，其SOD和POD的含量呈降低趋势，但黄腐酸处理效果优于壳聚糖处理。配施壳聚糖处理中减氮40%处理(N0.6C)其株高、茎粗、单株叶片重分别较其他施氮水平提高11.92%、9.57%和8.66%，SOD、POD含量分别提高9.12%和7.81%。综合分析减氮配施生物刺激素对甜叶菊的影响，减氮20%配施黄腐酸(N0.8F)处理能有效促进甜叶菊生长，提高叶片中酶的活性；同时能提高叶片中RA苷的含量，降低Stv苷的含量，提高RA/总苷的比值，从而提高甜叶菊品质；减氮20%能够提高植株对氮素的吸收，提高氮素利用效率。
为筛选出适宜宁夏大田种植的马铃薯新品种，在大田环境下，采用双垄侧面穴播，选择‘冀张薯8号’和‘虎头’2个品种，设置不同膜色及覆膜方式等10个处理。数据结果用方差分析及重复比较。结果表明：黑色膜比露地0~20 cm土壤含水量高5.1%，比覆白色膜高2.3%；块茎膨大期秋覆黑色膜0~20 cm地温比露地高0.6℃，比秋覆白色膜田块低1.5℃；黑色膜马铃薯平均产量达27000 kg/hm2，比白色膜马铃薯平均增产4500 kg/hm2，比露地增产10500 kg/hm2，增幅分别达到20%和63.6%，黑色膜比白色膜产量显著提高，全覆膜比半覆膜产量显著提高。‘冀张薯8号’产量明显高于‘虎头’，其中黑色全膜单株薯重高出488 g；产量高出16311 kg/hm2，增产306.5%，增产效果十分显著。在30000株/hm2的种植密度下，产量最高，增产率达到27.7%。建议大面积推广‘冀张薯8号’，滴灌黑色全膜覆盖栽培增产3倍以上。
随着社会进步和生活水平的提升，环境与能源问题日益凸显。厌氧消化作为一种高效的有机废弃物处理技术，能够兼具减少排放和回收能源两项优点，但厌氧消化由于过程涉及多种复杂的生物化学反应，易受多种因素影响。多环芳烃（PAHs）作为一类难降解的有机污染物，主要来源于工厂排放废水、化石燃料不完全燃烧及汽车尾气排放等人类活动，具有高生物毒性和吸附性。在厌氧消化过程中，PAHs常与污泥或其他物料相混合，影响水解、酸化和产甲烷阶段，不利于底物的降解和甲烷生产，因此要寻找方法降低消化底物中多环芳烃的含量。相比于加热、吸附和光解等物理化学方法，通过添加外源物来促进多环芳烃去除的方法具有操作简便、成本更低和减少二次污染等优点。本文综述了厌氧消化的影响因素、多环芳烃对厌氧消化的抑制效应以及通过引入不同外源物来缓解多环芳烃抑制作用的策略，旨在为进一步改善厌氧消化工艺提供参考。
为探究在未灭菌的土壤条件下接种3种AM真菌对桑树生长发育及其活性物质的影响，以‘特优2号’桑树品种为试材，自然泥土为基质，设置对照组(CK)和接种幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum，CE)、摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae，FM)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices，RI)4个处理进行盆栽试验。生长120 d测得桑树的生物量、桑叶的类胡萝卜素和黄酮类化合物等数据。研究结果表明，接种CE、FM和RI的根鲜重比对照组分别增加了57.57%、81.92%和90.03%；与CK相比，接种CE、FM和RI的根干重分别增加了24.10%、47.65%和72.58%；与CK相比，接种CE、FM和RI的净光合速率分别增加了20.73%、4.22%和25.41%，类胡萝卜素含量分别增加了28.57%、28.57%和35.71%，接种CE、FM和RI的桑叶中的黄酮类化合物平均含量分别为4.23 mg/g、3.31 mg/g、3.85 mg/g，均高于CK的2.55 mg/g。在未灭菌的土壤环境下接种AM真菌对桑树的生长发育有不同的影响，促进了桑树根系生长，增加了桑叶的活性物质积累，与桑树有较好的共生关系。
为探讨云南丽江烟区烤烟前茬光叶紫花苕翻压还田对化学氮素替代的潜力，通过3个试验系统分析光叶紫花苕翻压后的降解速率，并运用δ15N标记技术追踪光叶紫花苕氮素向烟草植株的迁移量，同时验证在大田条件下光叶紫花苕还田对化学氮素替代效果。研究结果表明，光叶紫花苕翻压后可在土壤中自然腐解并释放养分，其中翻压后2周内腐解速度最快。适宜的翻压时间应提前于烟草移栽期90~100 d左右，此时光叶紫花苕腐解量超过50%，氮、磷、钾分别释放约48.75%、52.00%和 83.65%。同位素追踪结果显示，烟草吸收的肥料氮中，来自光叶紫花苕的氮占总肥料氮的10.15%，当季绿肥氮素利用率约为3.66%。因此，在光叶紫花苕还田后需适当减少化肥氮素施用量，最佳氮肥用量为常规用量的80%。研究表明，烤烟前茬种植光叶紫花苕并翻压还田不仅能够提高烟叶产量和经济价值，还能有效减少化肥使用量，实现减肥增效的目标。
中国农作物秸秆资源丰富，厌氧干发酵生产沼气是其高效利用的重要途径。然而，由于秸秆的木质纤维素结构致密，限制了其水解酸化及厌氧菌的降解效率。本研究系统阐述了厌氧干发酵机制，并总结了多种预处理方法对提高秸秆厌氧干发酵产沼气效率的影响，包括物理、化学、生物和联合预处理技术。通过文献综述得出的结论表明，不同预处理方法各有优缺点，单一方法难以完全满足高效、低成本的要求。本研究在阐述厌氧干发酵机制的基础上，从优化现有工艺、提升预处理效率、降低预处理成本等方面对未来的研究方向提出了建议并对秸秆预处理技术进行了展望。研究为实现秸秆资源的高效利用和可持续发展提供了思路。
本研究综合评估了壳寡糖(Chitosan oligosaccharide, COS)的制备技术，并深入分析了COS和微生物代谢产物对植物生长、作物品质提升及病虫害管理的影响，旨在增强农业生产效率和推动环境的可持续性。通过实验研究发现，COS和微生物代谢产物在提高农业产量和维持环境稳定方面具有重要作用。针对由自然和人为活动引起的气候和生态系统变化对粮食安全构成的挑战，我们提出未来开展关于COS等有机纳米颗粒以及微生物代谢产物活性的深入研究，并强调加强发展新兴肥料研究的必要性，以期为农业生产的可持续发展提供科学依据和技术支持。
系统了解16份柑橘砧木资源枳及枳橙的开花生物学特性，为砧木种质创制及新品种选育提供参考。以收集的16份枳及枳橙资源为材料，观察其物候期，并比较花苞颜色、花瓣数、花瓣横纵径、花药数、花丝数、花丝颜色、柱头数等花器官特征，同时利用光学显微镜和离体萌发法测量花粉量、花粉粒大小、花粉活力和花粉萌发力，最后采用加权隶属函数法对其开花生物学特性进行综合评价。结果表明：（1）枳和多数枳橙资源为落叶型乔木，枳橙直立树型较多且物候期稍晚于枳。枳和枳橙均以淡紫色花丝为主，多数花药数和花丝数为20~24个，但枳的花瓣普遍比枳橙小；（2）枳与枳橙资源的花粉活力、花粉量和花粉粒大小均存在显著差异。枳资源的花粉染色活力和花粉萌发率在整体上显著高于枳橙资源；（3）利用加权隶属函数法综合性评价筛选出普通小叶枳、M-3枳和大庸3号枳橙等有较好花粉育性的砧木资源。研究结果可为砧木资源评价及其利用砧木资源开展柑橘属种间/种内杂交育种、创制柑橘砧木新种质提供参考。
本研究旨在探明不同有机物料施用对洱海流域露地蔬菜和水旱轮作2种典型种植模式农田土壤温室气体排放的影响。采用室内培养试验，设置了不添加有机物料(CK)、秸秆、生物炭和牛粪添加4个处理，在恒温恒湿下培养15 d。结果表明：（1）与CK相比，有机物料对菜地土壤N2O排放均有抑制作用，对水旱轮作土壤则为促进作用，其中秸秆的促进作用最高。与秸秆处理相比，生物炭和牛粪处理水旱轮作土壤N2O排放分别降低了64.9%和68.3% (P<0.05)。3种有机物料均降低了菜地土壤N2O排放比率，但仅秸秆添加显著增加了水旱轮作土壤N2O排放比率(P<0.05)。（2）与CK相比，生物炭和牛粪处理对菜地和水旱轮作土壤CO2排放均表现出轻微的抑制作用，生物炭和牛粪处理CO2排放量比秸秆处理分别降低了84.9%~85.1%和41.7%~43.1% (P<0.05)。（3）有机物料添加增加了菜地土壤CH4排放量，而仅秸秆添加提高了水旱轮作土壤CH4排放量(P<0.05)。（4）与CK相比，有机物料添加后菜地土壤硝化速率显著升高(P<0.05)，土壤矿化速率也均升高，但仅秸秆和牛粪处理效果显著(P<0.05)；而水旱轮作土壤硝化速率和矿化速率则均有所降低，其中秸秆和生物炭显著降低(P<0.05)。长期仅施有机肥的水旱轮作农田土壤全球增温潜势比菜地高，其中秸秆添加显著提高了水旱轮作土壤增温潜势，而3种有机物料均显著降低了菜地土壤增温潜势。研究可为洱海流域农田合理添加有机物料以降低温室气体排放和提高土壤供氮能力提供了科学依据。
本研究旨在评估不同前作对大理烟区烤烟生产的适宜性。从大理州12个烟区采集烤烟前作连续种植小麦、大麦、蚕豆、油菜、豌豆、大蒜、冬闲5 a的土壤样品，进行土壤养分含量测定，采用模糊数学计算出各个养分指标的隶属度，并据土壤养分隶属度对大理烤烟前作的适宜性进行综合性评价。结果表明，烤烟前作种植小麦后适宜烤烟生长的土壤碱解氮、水溶性氯含量分布比例和隶属度高，有效磷、速效钾含量分布比例和隶属度中等。烤烟前作冬闲后适宜烤烟生长的土壤碱解氮、速效钾、水溶性氯含量分布比例和隶属度高，有效磷含量分布比例和隶属度中等。综上，研究表明在大理烟区烤烟与小麦轮作和冬闲是最适宜的轮作模式。
氮肥过量或不合理施用不仅会增加农田氮损失，降低氮肥利用率(NUE)，不利于产量的提高，还会引起环境问题。硝化抑制剂可通过抑制硝化作用减少氮损失，提高氮利用。尽管硝化抑制剂降低中国农田氧化亚氮(N2O)排放和促进作物产量的相关研究较多，但仍缺乏系统分析。本研究基于数据整合分析的方法，系统分析了氮肥配施硝化抑制剂对中国农田N2O减排效应、主要作物产量及农田NUE的影响，以明确土壤pH、施氮量和作物类型对硝化抑制剂应用效果的具体影响。结果表明：氮肥配施硝化抑制剂可使农田N2O排放效应量降低38.66% (P<0.05)，主要作物产量效应量增加7.31% (P>0.05)，作物氮素吸收效应量和氮肥利用率效应量分别提升10.97% (P>0.05)和25.64% (P>0.05)。不同类型硝化抑制剂中，DMPP对N2O的减排效应最大(57.30%)，其次是CP (35.07%)与DCD (32.28%)；CP的增产效应最高(12.76%)，其次为DCD (5.65%)与DMPP (4.25%)。硝化抑制剂对高氮投入农田(≥300 kg/hm2) N2O的减排效应大于中、低氮投入农田(<300 kg/hm2)；硝化抑制剂对中氮投入农田(200~300 kg/hm2)主要作物的增产效应大于高氮和低氮投入农田；硝化抑制剂对中性农田土壤N2O减排和作物增产效应最大，其次是碱性土壤。主成分分析结果表明，在硝化抑制剂与氮肥配施的条件下，土壤pH是影响作物产量和N2O排放的主要因素。综上，氮肥配施硝化抑制剂能显著降低中国农田N2O排放，在一定程度上提高作物产量、吸氮量和氮肥利用率，是减少氮肥损失，促进氮肥高效利用的有效措施。
掌握巴州地区小麦干热风灾害的发生发展规律，有针对性地采取防御措施，对于保障当地粮食安全具有重要意义。选取若羌县、轮台县和焉耆县作为代表地，根据不同地区干热风对小麦的影响，参照小麦干热风气象行业标准，利用1981—2023年5—6月巴州地区9个国家级气象站及农区114区域自动站逐日气象观测数据、农业气象观测站小麦发育期数据及地理基础信息等资料，结合ArcGIS10.8作图，分析巴州地区小麦干热风日数和过程的时空变化特征，并进行风险区划与评估。结果表明，近43 a来巴州地区干热风整体呈波动上升趋势，趋势倾向率分别为2.2 d/10a、1.2次/10a。20世纪80年代减少较为明显，20世纪90年代、21世纪10年代呈增多趋势，2011年后明显增多，具有时间阶段性特征，其中2017、2022年为干热风高发年份。从3种不同等级的干热风占比来看，轻型>中型>重型。研究发现，巴州地区小麦干热风高风险区主要分布在塔里木盆地南缘且末、若羌沿车尔臣河以南小麦种植区域，塔里木盆地东南部的若羌、铁干里克一带以及尉犁县沿塔里木河北部的部分地区，低风险区主要分布在焉耆盆地平原农区大部，库尔勒东部、轮台县西部等地，其余区域为较重及中度风险区。根据不同风险区，可因地制宜采取不同的灾害防御措施。
为探究不同改良物料对盐碱土壤理化性质及玉米产量的影响，在内蒙古土默特右旗中度盐碱地上开展了脱硫石膏、新型改良剂和有机肥对盐碱土壤改良和玉米生长的影响研究。结果表明：（1）施用改良物料降低了0~20 cm和20~40 cm土层土壤pH和全盐含量，其中，T4处理对土壤pH降低效果最好，不同土层土壤pH较对照分别显著下降了8.38%和6.65%；T6处理对0~20 cm土层盐分抑制效果最好，较对照显著下降了44.84%，T4处理对20~40 cm土层盐分抑制效果最好，较对照显著下降了44.84%。（2）施用改良物料增加了0~20 cm和20~40 cm土层土壤速效磷、速效钾和碱解氮含量，平均增幅分别为15.8%~65.48%、3.06%~19.07%和3.45%~20.24%。（3）施用改良物料增加了不同生育时期玉米株高、茎粗，提高了玉米产量和产量构成，T7处理较其他改良处理对玉米生长和产量提升效果较好，玉米株高、茎粗、百粒重、产量较对照分别显著提高了26.21%、20.64%、21.56%、55.21%。综上，施用改良物料可以改善盐碱土壤质量，提升土壤养分，促进玉米生长和提高玉米产量。
研究旨在应用不同人工植草模式对石漠化草地进行生态修复，筛选适宜石漠化草地生态功能恢复的植被模式。在砚山典型石漠化区域，采用黑麦草单播、鸭茅单播、非洲狗尾草单播、鸭茅与猪屎豆、非洲狗尾草和白三叶、非洲狗尾草和紫花苜蓿混播等6种人工植草模式，于3个不同程度的石漠化区域进行修复实验。结果表明：（1）修复后地上生物量、地下生物量、群落总盖度以及土壤有机质、全磷、有效磷、速效钾显著增加；（2）不同植草模式之间土壤含水量、水分利用效率、群落总盖度、地上生物量、地下生物量、地上地下生物量比等存在显著差异，土壤含水量、水分利用率、地上生物量、地上地下生物量比值均以黑麦草单播模式最高，群落总盖度以非洲狗尾草和紫花苜蓿混播模式最高，根系生物量以鸭茅与猪屎豆混播模式最高。研究表明，人工植草对于恢复目标地区植被和土壤养分有显著的积极作用，不同植草模式所起作用不同，但混播模式没有表现出特别的优势。
通过分析土壤有机质含量对粮食单产的影响方式和程度，为耕地土壤测土配方施肥工作中有机质含量的确定提供理论参考，也为粮食生产中的降本增效提供相关建议。以兰考县为例，用3种方式对样点进行处理，分别采用趋势分析法，在散点图中添加拟合曲线，系统研究了2019年耕地质量等别成果中的土壤有机质含量因素和当年203个行政村粮食单产的相关关系，分析了土壤有机质含量对粮食单产的影响。结果表明：粮食单产不会随土壤有机质含量的增加而一直增加，二者的关系在图形上呈开口向下的抛物线形态，理论上存在一个能让粮食单产达到最大值的土壤有机质含量临界值。根据3种拟合曲线，计算出兰考县的土壤有机质含量临界值在12.50~13.00 g/kg之间。参考《高标准农田建设通则》(GB/T 30600—2022)中的相关要求，经过验算和分析，将兰考县土壤有机质含量的临界值确定为15.00 g/kg。建议不同的地区要根据自身情况严格论证土壤有机质含量的临界值，当有机质含量达到临界值后，可以适当减少有机质方面的投入，降低粮食生产成本，同时也不会因过多增加土壤有机质含量而影响粮食产量。
真菌作为土壤中不可或缺的微生物群体，对苹果的生长和病害防治具有至关重要的影响。本研究的目的是比较中国西南地区老龄苹果园土壤类型对土壤真菌多样性的影响。试验包括4种土壤类型：棕壤(Brown soil，BS)、沙壤(Sandy soil，SS)、黄壤(Yellow soil，YS)和重茬土壤(Apple replant disease soil，ARDS)。结果显示：尽管4种土壤的α多样性没有差异，但SS的Sobs和Ace最低，ARDS具有最高的Sobs。ARDS、BS、SS和YS分别有326、301、265和303个操作分类单元(Operational Taxonomic Unit，OUT)，4种土壤共享了178个OUT。4种土壤单独拥有的OTU介于23到47个(ARDS>BS>YS>SS)。在4种土壤中，Solicoccozyma、Mortierella、Rhodotorula、Vishniacozyma是相对丰度最高的前4种真菌属。在属水平，4种土壤对包括Bionectria、Cladosporium、Mycoarthris、Cylindrocarpon和Clonostachys在内的15种真菌的相对丰度具有显著影响(P<0.05)。重茬土壤具有较多的物种，出现指示重茬现象的物种相对丰度较高。尽管所有土壤类型都出现致病菌，但相对丰度较低。
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